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共振に基づいた反動動作の理解

研究課題

研究課題/領域番号 19K24281
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0909:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

竹下 大介  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60847060)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード筋-腱複合体 / 共振 / 伸張-短縮サイクル / 伸長-短縮サイクル / 振動刺激 / 伸張反射 / 伸長反射
研究開始時の研究の概要

本研究は重りのついたバネを揺さぶる強制振動という考え方で、歩行や走行などの反動動作における筋や腱の働きを理解し、アキレス腱への振動刺激を用いて、反動動作の遂行に重要とされている筋紡錘からのフィードバックの貢献を定量することを目的とする。本研究から、反動動作の力学的及び生理学的なメカニズムに関する包括的な知見や、スポーツパフォーマンスの向上やリハビリテーションに対する基礎的な知識が期待される。

研究成果の概要

ダイナミックな運動中の筋線維の振る舞いは、腱組織の弾性のために非常に複雑となり関節角度のような外部からの情報からの推定が困難である。本研究では、バネー質量系の強制振動に基づいた理論がホッピングのような接地と離地を繰り返すダイナミックな運動において、下腿筋線維動態を説明出来るかを検証した。その結果、接地中に等尺性、短縮性から伸張、伸張から短縮などのパターンが見られ、強制振動に基づいた理論と定性的に一致し、理論の妥当性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は「身体のバネを活かす」ことを力学の強制振動の観点から説明しようする試みであり、得られた知見は腱の弾性を活かすために最適な接地時間があることを示唆する。これは、伸張-短縮サイクルと呼ばれる、走行やホッピングなどにおいて重要であり、身体を効率良く動かすにはどのようにすれば良いのかといった知見につながるものと考えられる。また、体育教育、スポーツ指導、リハビリテーションなどの分野において基礎的な知識となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) 図書 (2件)

  • [学会発表] 体操競技の平行棒の支持振動における角運動量生成の方略2021

    • 著者名/発表者名
      平林広, 竹下大介
    • 学会等名
      第3回彗ひろば(バイオメカニクス研究会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高校生女子長距離走選手の力発揮時の下腿三 頭筋における粘弾性と競技力との関係2021

    • 著者名/発表者名
      小西 康基, 上野 拓海, 齋藤 壮馬, 秋原 悠, 竹下 大介,小田 俊明
    • 学会等名
      日本体育・スポーツ・健康学会 日本体育・スポーツ・健康学会第71回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 陸上競技短距離ならびに中長距離の選手の力発揮時における筋腱複合体の粘弾性2021

    • 著者名/発表者名
      小田俊明,上野拓海, 齋藤壮馬,小西康基, 大沼勇人,林陵平,竹下大介
    • 学会等名
      第27回日本バイオメカニクス学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 身体運動・健康科学ベーシック2022

    • 著者名/発表者名
      東京大学身体運動科学研究室(分担)
    • 総ページ数
      256
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      9784130527071
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 力学からみた体のバネの活かし方と機械学習を用いたアプローチ 身体運動科学アドバンスト2020

    • 著者名/発表者名
      竹下大介(東京大学大学院総合文化研究科身体運動科学研究室 編)
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      杏林書院
    • ISBN
      4764412160
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2023-01-30  

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